Жизненный цикл клеток

1. Жизненный цикл клеток

Лекции №2,3

2.

Размножение – воспроизведение себе подобных,
обеспечивающее непрерывность и преемственность жизни.
Это одно из важнейших свойств живых организмов.
Благодаря размножению происходит:
1. Передача наследственной информации.
2. Сохраняется преемственность поколений.
3. Поддерживается длительность существования вида.
4. Увеличивается численность вида и расширяется
территория (ареал) проживания.
В основе размножения лежит клеточное деление,
обеспечивающее увеличение количества клеток и рост
многоклеточного организма.

3. ВИДЫ РАЗМНОЖЕНИЯ

Размножение
Бесполое
Собственно
бесполое
( одной клеткой)
Вегетативное
(группой клеток)
Половое
Конъюгация
(одноклеточные
Организмы)
Многоклеточные
организмы
Без оплодотворения
С оплодотворением

4. Бесполое размножение

Собственно бесполое
размножение
( одной клеткой) :
1. Деление надвое
(простое)
2. Митоз
3.Амитоз
4. Почкование
5. Спорообразование
Вегетативное
размножение
( группой клеток):
1. Почкование
2. Фрагментация
3. Вегетативное
размножение растений

5. ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ

Половое размножение имеет преимущество по сравнению
с бесполым, так как принимают участие два родителя.
♂ спермий (n) + ♀ яйцеклетка (n) = зигота (2n)
Зигота несет в себе наследственные признаки обоих
родителей, что значительно увеличивает наследственную
изменчивость потомков и повышает их возможность в
приспособлении к условиям среды
Половое размножение связано с образованием в половых
органах (гонадах) специализированных клеток – гамет,
которые образуются в результате особого типа деления клеток
–мейоза.

6.

Жизнь клетки от момента ее
появления путем деления
материнской клетки и до ее
гибели называется клеточный
или жизненный цикл клетки.

7. У клеток сложного организма (например, человека) жизненный цикл может быть различным. Высоко-специализированные клетки

У
клеток
сложного
организма
(например, человека) жизненный цикл
может быть различным. Высокоспециализированные
клетки
(эритроциты, нервные клетки) не
размножаются. Их жизненный цикл
состоит из рождения, выполнения
предназначенных функций, гибели.

8.

В течение клеточного цикла клетка растет и
видоизменяется
так,
чтобы
успешно
выполнять свои функции в многоклеточном
организме, этот процесс носит название
дифференцировки. Затем клетка выполняет
свои функции в течение определенного
промежутка времени, после чего приступает
к делению.

9. МИТОЗ, ИЛИ НЕПРЯМОЕ ДЕЛЕНИЕ

Митоз (лат. Mitos – нить) –такое деление клеточного
ядра, при котором образуется два дочерних ядра с
набором хромосом, идентичных родительской клетки.
Митоз = деление ядра + деление цитоплазмы
Впервые митоз у
растений наблюдал
И.Д. Чистяков в 1874
г., а детально
процесс был описан
нем. ботаником
Э.Страсбургером
(1877) и нем.
зоологом
В.Флемингом (1882)

10. Митотический клеточный цикл

11.

Период существования клетки от одного
деления до другого называется митотическим,
или клеточным циклом.
Клеточный цикл эпителия человека длится
10-20 суток, лейкоцитов 4-5 суток, клеток
костного мозга – 8-12 часов. Деление ядра
(митоз) занимает около 10% этого времени.
П1 - пресинтетический период
С - синтетический период
П 2 - постсинтетический период

12.

1. В предсинтетический период клетка растет:
происходит синтез белка, РНК и увеличивается
количество органических веществ.
2. В синтетический период происходит
репликация ДНК (удвоение). С этого момента
каждая хромосома состоит из двух хроматид.
3. В постсинтетический период идет
интенсивный синтез белка и АТФ, необходимых
для деления клетки.

13. Строение хромосом в разные периоды клеточного цикла

1,2 – предсинтетический период; 3 – синтетический и
постсинтетический период; 4 – метафаза.

14.

Глыбки хроматина в
интерфазном ядре
1. Нить ДНК в виде хроматина. 2.
Она же в виде хромосомы при
делении клетки

15.

ПРОФАЗА
Хроматин спирализуется в
двухроматидные хромосомы;
ядерная оболочка и ядрышко
растворяются; центриоли
расходятся к полюсам; (2n
4c).

16. МЕТАФАЗА

Двухроматидные
хромасомы выстраиваются
на экваторе клетки;
центриоли образуют нити
веретена, которые
прикрепляются к
центромерам хромосом; (2n
4c).

17. АНАФАЗА

При сокращении нитей
веретена центромеры
хромосом делятся и
хроматиды каждой
хромосомы расходятся к
полюсам клетки; (2n 4c).

18. ТЕЛОФАЗА

Однохроматидные (дочерние)
хромосомы раскручиваются,
формируется ядрышко и
вокруг них образуется ядерная
оболочка; на экваторе
начинает формироваться
перегородка; в ядрах 2n2c.

19. ЦИТОКИНЕЗ (деление цитоплазмы)

Цитокинез клетки (фото)
Образование двухмембранной перегородки по экватору клетки с
последующим полным отделением дочерних клеток.
У растений по экватору клетки формируется клеточная стенка.

20. ЗНАЧЕНИЕ МИТОЗА

1. Приводит к увеличению числа клеток и
обеспечивают рост многоклеточного
организма.
2. Обеспечивает замещение изношенных или
поврежденных тканей.
3. Сохраняет набор хромосом во всех
соматических клетках.
4. Служит механизмом бесполого размножения,
при котором создается потомство, генетически
идентичное родителям.
5. Позволяет изучить кариотип организма (в
метафазе).

21. Факторы, влияющие на митоз

Регуляция
митоза.
Мутагенные факторы.
Некроз.

22.

Общая схема митоза

23. АМИТОЗ или прямое деление

Амитоз – это деление интерфазного ядра путем перетяжки без
образования веретена деления.
Распространенность в природе:
Норма
Патология
1. Амебы
1. При воспалениях
2. Большое ядро инфузорий
2. Злокачественные
новообразования
3. Эндосперм
4. Клубень картофеля
5. Роговица глаза
6. Хрящевые и печеночные
клетки
Значение: экономичный (мало
энергозатрат) процесс
воспроизводства клеток

24.

25. Мейоз – процесс деления клетки, при котором число хромосом в клетке уменьшается вдвое. В результате такого деления образуются

гаплоидные (n) половые клетки (гаметы) и споры.
МЕЙОЗ
ЗИГОТНЫЙ
В зиготе после
оплодотворения,
что приводит к
образованию
зооспор у
водорослей и
мицелия грибов.
ГАМЕТНЫЙ
В половых
органах ,
приводит к
образованию
гамет
СПОРОВЫЙ
У семенных
растений
приводит к
образованию
гаплоидного
гаметофита

26. МЕЙОЗ

Мейоз состоит из двух
последовательных делений – мейоза 1
и мейоза 2. Удвоение ДНК
происходит только перед мейозом 1,
а между делениями отсутствует
интерфаза.
При первом делении расходятся
гомологичные хромосомы и их
число уменьшается вдвое, а во втором
– хроматиды и образуются зрелые
гаметы.
Особенностью первого деления
является сложная и длительная по
времени профаза.

27. ПРОФАЗА 1

•Спирализация хроматина в
двухроматидные хромосомы;
•центриоли расходятся к
полюсам;
•сближение (конъюгация) и
укорочение гомологичных
хромосом с последующим
перекрестом и обменом
гомологичными участками
(кроссинговер);
•растворение ядерной оболочки.
Профаза 1 самая
продолжительная

28. МЕТАФАЗА 1

Гомологичные хромосомы
попарно располагаются на
экваторе и отталкиваются друг
от друга. Образуется веретено
деления. Нити веретена
прикрепляются к
двухроматидным хромосомам.

29. АНАФАЗА 1

К полюсам расходятся
гомологичные хромосомы,
состоящие из двух хроматид.
Происходит уменьшение
(редукция) хромосом у
полюсов клетки.

30. ТЕЛОФАЗА 1

В телофазе из каждой пары гомологичных хромосом в
дочерних клетках оказывается по одной, а хромосомный
набор становится гаплоидным. Однако каждая хромосома
состоит из двух хроматид, поэтому клетка сразу же
приступает ко второму делению.

31. МЕЙОЗ 2

Второе мейотическое деление (эквационное) идет по типу
митоза. В анафазе 2 к полюсам расходятся хроматиды,
которые и становятся дочерними хромосомами. Из каждой
исходной клетки в результате мейоза образуется четыре
клетки с гаплоидным набором хромосом.

32. Значение мейоза

Происходит поддержание числа хромосом из поколения в
поколение. Зрелые гаметы получают гаплоидное число (n)
хромосом, а при оплодотворении восстанавливается
характерное для данного вида диплоидное число
хромосом.
Образуется большое количество новых комбинаций генов
при кроссинговере и слиянии гамет (комбинативная
изменчивость), что дает новый материал для эволюции
(потомки отличаются от родителей).
♂ (n) + ♀ (n) = зигота (2n) → новый организм (2n)

33.

34.

ГАМЕТОГЕНЕЗ
Сперматогенез ♂
Овогенез ♀
(в семенниках)
(в яичниках)
Период размножения
(митоз)
В репродуктивный
В эмбриональный период
период
Период роста
(интерфаза)
Незначительный
Длительный период
Спермацит 1-го
Овоцит 1-гопорядка
порядка
Период созревания
(мейоз)
Первое и второе
Первое и второе мейотическое
неравномерное
деление
мейотическое деление
4 сперматозоида
1 яйцеклетка

35. Строение половых клеток: Сперматозоиды

Сперматозоиды животных имеют
одинаковую схему строения, но
могут отличаться формой и
размером.
Они состоят из:
1)головки( содержит ядро,
окруженное тонким слоем
цитоплазмы)
2) шейки( часть хвостика,
прилегающая к головке, в ней
сосредоточенна митохондрии,
которые обеспечивают
движение сперматозоида)
3)хвостика( аппарата
передвижения)

36. Строение половых клеток: Сперматозоиды

На переднем конце головки расположена
акросома – часть цитоплазмы с видоизмененным
аппаратом Гольджи.
Она вырабатывает фермент, который
способствует растворению оболочек яйцеклетки
при оплодотворении.

37. Сперматозоид

Сперматозоид
петуха
Сперматозоид
морской свинки
Сперматозоид
человека

38. Строение половых клеток: Яйцеклетка

Яйцеклетка – обычно крупная
клетка, округлая,
неподвижная.
У млекопитающих яйцеклетки
имеют 2 дополнительные
оболочки:
-блестящую оболочку(состоит
из комплекс белков и
углеводов)
-лучистый венец(образован из
клеток фолликула яичника).

39. Строение половых клеток: Яйцеклетка

На цитоплазматической
мембране яйцеклетки есть
рецепторы для сперматозоидов.
В цитоплазме яйцеклетки
накапливаются запасные
питательные вещества: белки,
жиры и углеводы (так
называемые, желточные
включения). Их количество
зависит от условий, в которых
происходит развитие зародыша.

40. Яйцеклетка

Яйцеклетка
лягушки
Яйцеклетка
млекопитающего
Яйцеклетка
человека

41. ДИПЛОИДНЫЙ НАБОР ХРОМОСОМ

В клетках тела двуполых животных и
растений каждая хромосома
представлена двумя гомологичными
хромосомами, происходящими одна от
материнского, а другая от отцовского
организма. Такой набор хромосом
называют диплоидным (двойным).

42. ДИПЛОИДНЫЙ НАБОР ХРОМОСОМ

КОМАР – 6
ОКУНЬ – 28
ПЧЕЛА – 32
СВИНЬЯ – 38
МАКАК-РЕЗУС –42
КРОЛИК - 44
КРОЛИК – 44
ЧЕЛОВЕК – 46
ШИМПАНЗЕ – 48
БАРАН – 54
ОСЕЛ – 62
ЛОШАДЬ – 64
КУРИЦА - 78

43. ГАПЛОИДНЫЙ НАБОР ХРОМОСОМ

Половые клетки, образовавшиеся в
результате мейоза, содержат только
одну из двух гомологичных хромосом.
Этот набор хромосом называют
гаплоидным (одинарным).

44.

Сравнительная характеристика митоза и мейоза
Признаки
В каких клетках происходит?
Фазы деления
Сколько делений включает?
Что происходит с ДНК в
интерфазе перед началом
деления?
Что происходит между
делениями?
Происходит коньюгация?
Происходит кроссинговер?
Хромосомы или хроматиды
расходятся при делении?
Сколько дочерних клеток
образуется в результате
деления?
Изменяется ли число
хромосом в дочерних
клетках?
Митоз
Мейоз

45. Литература

ОСНОВНАЯ
1 .Бочков Н.П. «Генетика человека» , Медицина; 1978.
2. «Медицинская генетика» под ред Н.П.Бочкова М.,
Мастерство, 2001.
З.Гершензон СМ. «Основы современной генетики»; 1983
4.Гайнутдинов И.К., Рубан Э.Д. «Медицинская генетика»
Феникс Ростов –на- Дону. 2009г.
5.Слюсарев А.А., Журакова СВ. «Биология». Киев, 1995
б.Ярыгин В.П. «Биология», изд. «Медицина»,1995.

46. Литература

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1.Ильин Е.Г., Гофман-Кадочников П.В. «Медицинская
генетика для врачей», 1990. 2.Мерфи Э.. Чейз Г. «Основы
медико-генетического консультирования», 1994.
3.Фогель Ф., Мотульски А. «Генетика человека» в з-х томах,
Мир. 1990.
4.Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. «Биология» в з-х томах, изд.
«Мир», 1990.